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2 BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TFCA Technique du Froid et du Conditionnement de l Air SESSION 2011 E. 1 - ÉPREUVE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE 1106-TFC ST 11 Sous épreuve. E11 : Analyse scientifique et technique d une installation Unité U.11 Dossier ressources 4h Coef 3 ANNEXE 1 7 DOCUMENTS Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel Annexe 1 Page 1/8

3 PRESENTATION DE L INSTALLATION Les schémas SG1 et SG2 représentent la nouvelle installation frigorifique d une fromagerie. LE SCHEMA SALLE DES MACHINES SG1 : Il représente le circuit frigorifique de production d eau glacée à +2/+7 C de la salle de machines Cette eau glacée est utilisée pour : - le refroidissement du lait et des ferments, - le maintien de la température intérieure des salles de fabrication, - le refroidissement de l air neuf introduit dans les salles de fabrication. LE SCHEMA DISTRIBUTION SG2 : Il représente la distribution d eau glacée vers une centrale de traitement de l air neuf destiné au renouvellement d air des salles de fabrication (salle coagulation, salle moulage et salle égouttage). Cette centrale assure le refroidissement de l air neuf en été et son chauffage en hiver. Remarque : une grande partie de la distribution d eau glacée n est ni représentée, ni étudiée dans les présents documents ; elle concerne - les conditionneurs d air nécessaires au maintien en température des salles de fabrication, - la centrale de traitement d air neuf de la salle d emballage. PRODUCTION D EAU GLACEE La production d eau glacée à +2 C est assurée par u n refroidisseur de liquide monobloc (appelé SKID) fonctionnant à l ammoniac (NH 3 ). Le circuit frigorifique du refroidisseur est constitué par : - deux compresseurs ouverts à piston et entraînement direct - une bouteille accumulatrice d ammoniac liquide basse pression - un évaporateur de type échangeur à plaques - un condenseur à eau de type échangeur à plaques L ensemble est confiné sur un châssis et agencé de manière à créer un encombrement réduit, un faible volume de circuits et donc, une faible charge d ammoniac. Le condenseur à eau est associé à une tour de refroidissement ouverte située en extérieur, à proximité immédiate du groupe frigorifique. La régulation est assurée par un automate programmable (TSX57 SCHNEIDER) commun à l ensemble de l installation. L automate est combiné à un écran tactile couleur pour faciliter les paramétrages et la visualisation des valeurs de marche de l installation. Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel Annexe 1 Page 2/8

4 SYMBOLES GRAPHIQUES 26,9 x 2,6 Tuyauterie : Diamètre extérieur x épaisseur Soupape de sécurité Vanne Filtre à tamis Filtre Voyant Tuyauterie flexible Vanne à tournant sphérique Vanne papillon Vanne à soupape Vanne à soupape passage équerre Vanne de réglage Vanne à contre poids Vanne à flotteur Vanne magnétique Vanne 3 voies progressive Voyant de niveau Clapet anti-retour Sens de passage indiqué par la flèche T C Thermomètre T P P P dif P Purgeur d air Manomètre Thermostat Pressostat Pressostat différentiel Pressostat différentiel d air Capteur de niveau Capteur de température Capteur de pression Pompe centrifuge (ou circulateur) Ventilateur centrifuge Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel Échangeur à plaques Détendeur à flotteur Annexe 1 Page 3/8

5 BESOINS EN EAU GLACEE Pour la production frigorifique on considère un régime d eau de + 2 C / + 7 C EAU GLACEE PROCESS Cuves et divers échangeurs EAU GLACEE POUR LE CONDITIONNEMENT D AIR DES SALLES DE FABRICATION Les conditionneurs d air sont constitués ; D une batterie inox, d un ventilateur centrifuge et d une gaine textile. EAU GLACEE POUR LE TRAITEMENT DE L AIR NEUF DES SALLES : DE FABRICATION ET D EMBALLAGE 2 CTA (centrales de traitement d air) Soufflage par gaines textiles REFROIDISSEMENT DU LAIT REFROIDISSEMENT DES FERMENTS Salles COAGULATION MOULAGE EGOUTTAGE EMBALLAGE CTA N 1 AIR NEUF FABRICATION SALLES : COAGULATION MOULAGE EGOUTTAGE CTA N 2 AIR NEUF SALLE EMBALLAGE Température à maintenir Régime d eau Température intérieure + 20 C/+ 22 C + 3 C / + 7 C Température intérieure + 20 C/+ 22 C + 3 C / + 7 C Température intérieure + 20 C/+ 22 C + 3 C/+ 7,5 C Température intérieure + 13 C/+ 15 C PUISSANCE NECESSAIRE 140,5 KW 31,6 KW 16,6 KW 20 KW 33,8 KW + 3 C/+ 5,7 C 29 KW Température de soufflage été + 18 C / + 20 C + 3 C/+ 7,5 C 44 KW Température de soufflage été + 21 C / +23 C + 3 C/+ 7,5 C 52 KW Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel PUISSANCE TOTALE NECESSAIRE 367,5 KW CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DE LA PRODUCTION FRIGORIFIQUE Annexe 1 Page 4/8

6 FLUIDE FRIGORIGENE UTILISE : AMMONIAC NH 3 MASSE : 45 KG REFERENCES DES COMPRESSEURS 104S SABROE/YORK COMPRESSEURS A PISTONS MOTEURS DES COMPRESSEURS EVAPORATEUR REGIME DE FONCTIONNEMENT NOMBRE DE COMPRESSEURS 2 NOMBRE DE CYLINDRES PAR COMPRESSEUR 4-0,5 C / +35 C DEBIT VOLUME BALAYE PAR COMPRESSEUR 220 m 3 /h DEMARRAGE A VIDE REFROIDISSEMENT DES CULASSES NOMBRE DE CIRCUITS 1 PUISSANCE FRIGORIFIQUE TOTALE PUISSANCE ABSORBEE TOTALE PAR LEVEE DES CLAPETS PAR EAU 378 KW 75KW COEFFICIENT DE PERFORMANCE 5.04 PUISSANCE UNITAIRE UTILE TENSION INTENSITE NOMINALE UNITAIRE EN COUPLAGE TRIANGLE FREQUENCE DE ROTATION DEMARRAGE TYPE D ECHANGEUR A PLAQUES 45 KW TRIPHASE 400V/50Hz 81 A 1460 Tr / min ÉTOILE TRIANGLE REFERENCE M10 BWREF 76 cassettes ALFA LAVAL PUISSANCE COTE FLUIDE NH KW TEMPERATURE D EVAPORATION - 0,5 C DEBIT Non communiqué PERTE DE CHARGE DANS L ECHANGEUR Non communiqué TEMPERATURE ENTREE + 7 C Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel COTE EAU GLACEE TEMPERATURE SORTIE + 2 C DEBIT Kg/h PERTE DE CHARGE DANS L ECHANGEUR 35,8 Kpa CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DE LA PRODUCTION FRIGORIFIQUE (SUITE) Annexe 1 Page 5/8

7 TYPE D ECHANGEUR A PLAQUES CONDENSEUR A EAU TOUR DE REFROIDISSEMENT OUVERTE REFERENCE M10 BWREF 43 cassettes ALFA LAVAL PUISSANCE COTE FLUIDE NH 3 COTE EAU DE LA TOUR DE REFROIDISSEMENT REFERENCE 455 KW TEMPERATURE DE CONDENSATION + 35 C DEBIT PERTE DE CHARGES DANS L ECHANGEUR Non communiqué Non communiqué TEMPERATURE ENTREE + 32 C TEMPERATURE SORTIE + 27 C DEBIT PERTE DE CHARGE DANS L ECHANGEUR QUANTITE : 1 PUISSANCE DE REJET : Kg/h 88,63 Kpa VTL 116 L BALTIMORE 500 KW TEMPERATURE HUMIDE : + 21 C TEMPERATURE ENTREE D EAU : TEMPERATURE SORTIE D EAU : TYPE DE VENTILATION : NOMBRE DE VENTILATEUR PUISSANCE UNITAIRE UTILE NIVEAU SONORE A 10M EN CHAMP LIBRE : RESISTANCE ANTIGEL POUR -18 C : + 32,4 C + 27,4 C CENTRIFUGE 1 VENTILATEUR A 2 VITESSES GV 11 KW In = 21,6 A PV 3 KW In = 6,4 A 65 db 4 KW TRAITEMENT D EAU PREVU : ANTI-TARTRE : ANTI-ALGUE : ANTI-LEGIONELLOSE : Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel Annexe 1 Page 6/8

8 CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DU TRAITEMENT DE L AIR NEUF NECESSAIRE AUX SALLES DE FABRICATION SALLE COAGULATION MOULAGE EGOUTTAGE VOLUME DE LA SALLE 1615 m m m 3 TAUX DE 2 volumes / heure 2 volumes / heure 2 volumes / heure RENOUVELLEMENT APPORT D AIR NEUF 3230 m 3 /h 1350 m 3 /h 4670 m 3 /h CONDITIONS EXTERIEURES DE BASE HIVER : - 5 C 90% ETE : +32 C 40% CARACTERISTIQUES DE LA CENTRALE DE TRAITEMENT D AIR NEUF N 1 TEMPERATURE DE SOUFFLAGE HIVER + 15 C Hygrométrie non contrôlée TEMPERATURE DE SOUFFLAGE ETE + 22 C Hygrométrie non contrôlée DEBIT D AIR PUISSANCE MOTEUR VENTILATEUR FREQUENCE DE ROTATION BATTERIE REGIME ETE BATTERIE REGIME HIVER À déterminer 3 KW 1470 Tr/min PUISSANCE EAU GLACEE 44 KW + 3 C / + 7,5 C DEBIT 8,5 m 3 /h PERTE DE CHARGE SUR L EAU PUISSANCE 25 KPa Non communiquée EAU CHAUDE + 45 C / + 37 C DEBIT Non communiqué PERTE DE CHARGE SUR L EAU Non communiquée PUISSANCE Non communiquée Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel ECHANGEUR A PLAQUES EAU PRIMAIRE + 60 C / + 50 C EAU SECONDAIRE + 37 C / + 45 C Annexe 1 Page 7/8

9 TABLEAU DE RELEVES DE MISE EN SERVICE SITE : FROMAGERIE AFFAIRE N DATE : METTEUR AU POINT : DESTINATAIRE : REMARQUES : Compresseurs à pleine puissance COMPRESSEUR 1 COMPRESSEUR 2 Nombre d heures de fonctionnement 3h 4h Température ambiante de la salle des machines Capacité de puissance compresseur 100% 100% Tension aux bornes du moteur 402 V 406 V Intensité absorbée 70 A 68 A Pression d évaporation en bars relatifs 21 C 3,1 b 3,15 b Température d évaporation -- 1,5 C -- 1 C Pression de refoulement en bars relatifs 11,3 b 11,4 b Température de condensation 32 C 32 C Température d aspiration + 4,5 C + 4 C Température de refoulement 79 C 84 C Pression d huile en bars relatifs 4,6 b 4,4 b Température d huile 48 C 54 C Température entrée détendeur 31 C Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel Température entrée d eau évaporateur 8 C Température sortie d eau évaporateur 2,2 C Annexe 1 Page 8/8

10 E 114,3 x 3,6 N de candidat : 76,1 x 5 B A 76,1 x 5 114,3 x 2 114,3 x 2 +2 C +7 C 114,3 x 2 C T SCHEMA SALLE DES MACHINES SG1 Schéma de principe de la production d eau glacée + 2 C / +7 C Fluide frigorigène NH 3 FROMAGERIE G 114,3 x 3,6 114,3 x 2 F C 48,3 x 3,6 114,3 x 2 114,3 x 3,6 114,3 x 3,6 +32 C +27 C 114,3 x 2 26,9 x 2, litres 139,7 x 2 C D 26,9 x 2,6 114,3 x 3,6 48,3 x 3,6 C T C K C T T C 114,3 x 2 +2 C +7 C Eau glacée Vers distribution usine 139,6 x 3,6 Pdif 21,3 x 2,7 76,1 x 5 P C BP HP P P BP HP P Coffret traitement d eau 21,3 x 2,7 21,3 x 2,7 114,3 x 3,6 Dosage anti tartre anti corrosion 114,3 x 3,6 Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel Dosage algicide 2 Compresseurs à pistons SABROE/YORK SMC 104 S Régime de fonctionnement 0,5 C / +35 C E1 +32 C +27 C Dosage anti légionellose J E2 33,7 x 2,9 Alimentation eau I 48,3 x 3,6 Compteur Vers eaux usées H 42,4 x 2,9 Pdif

11 Limite de prestation +50 C Eau chaude depuis la chaufferie +60 C VM2 Air extérieur +37 C +45 C SCHEMA DISTRIBUTION SG2 Schéma de principe de la distribution d eau glacée + 2 C / +7 C FROMAGERIE M Servomoteur CTA N 1 PRH Vers eaux usées VM1 N de candidat : T P P Tag VRE T Gaine textile Diam 600 mm Variateur de vitesse Base Nationale des Sujets d'examens de l'enseignement professionnel Eau glacée depuis la salle des machines +2 C +7 C +2 C +7 C Distribution d eau glacée vers les autres postes

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